стенд для ускорения имитационных испытаний ходовых частей колесных машин

Формула изобретения

СТЕНД ДЛЯ УСКОРЕНИЯ ИМИТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ КОЛЕСНЫХ МАШИН, содержащий основание, раму с барабанами, приводы и регистрирующие устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, барабаны выполнены в виде постоянных магнитов с шероховатой поверхностью, покрытых ферромагнитным порошком, под барабаном расположена емкость наполнения с водой и ферромагнитным порошком, оси на барабанах расположены эксцентрично, каждый барабан снабжен реле времени и двумя приводами для работы на минимальном и максимальном режимах при испытаниях машины, связанной с вибратором и подпружиненными растяжками, стенд снабжен двумя парами направляющих, расположенных взаимно перпендикулярно, причем одна пара установлена неподвижно, вторая пара расположена на них при помощи катков и шарниров и выполнена с возможностью перемещения только в одну сторону, на последних направляющих установлены винтовые телескопические опорные балки, снабженные шарнирами, катками и приводом, на них жестко закреплены опорные стойки, на которых шарнирно крепятся барабаны, оси барабанов шарнирно соединены с опорными катками и рамками при помощи крестовины, снабженной фиксаторами, и выполнены с возможностью поворота под надлежащим углом наклона, а катки снабжены тормозами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к испытаниям колесных движителей и самоходных машин.

Известен стенд для испытания транспортных средств, содержащий основание, беговые барабаны, установленные на основании с возможностью вращения и кинематически соединенные между собой посредством передачи, имитаторы дорожных неровностей, закрепленные на рабочей поверхности беговых барабанов, приводной двигатель, кинематически соединенный с беговыми барабанами, и удерживающее устройство с вертикальными направляющими.

Недостатками известных стендов является:

- несоответствие условиям эксплуатации (профиль почвенно-дорожных фонов, влажность, почва и т.д.);

- включение и выключение приводов при переходе от одного до другого режима осуществляется вручную;

- отсутствует комбинированный режим, сочетающий режимы нескольких вариантов;

- воздействие технологического материала и среды не способствует ускорению достижения предельного состояния, воздействие почвенно-дорожных фонов вибрации;

- стенд не универсален, колесные самоходные машины имеют разную колею и разное расстояние между осями, после имитационных испытаний тракторов требуются большие затраты средств на переоборудование стенда для испытания других видов самоходных машин.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что барабаны имеют форму овала или многоугольника или расположены эксцентрично и выполнены в виде постоянного магнита, каждый барабан снабжен реле времени, двумя приводами, работающими на минимальном или максимальном режимах, машина снабжена вибратором и подпружиненными растяжками, стенд снабжен двумя парами направляющих, расположенных во взаимно перпендикулярном направлении, причем одна пара установлена неподвижно, вторая пара расположена на них при помощи катков и шарниров и выполнена с возможностью перемещения, на последних направляющих установлены винтовые телескопические опорные балки, снабженные шарнирами, катками и приводом, на них жестко закреплены опорные стойки, на которых шарнирно крепятся барабаны, оси барабанов шарнирно соединены с опорными катками и роликами при помощи крестовины, снабженной фиксаторами, и выполнены с возможностью поворота под надлежащим углом наклона, катки снабжены тормозами.

Новизна предлагаемого технического решения обусловлена тем, что барабаны выполнены в виде постоянного магнита и расположены эксцентрично, каждый барабан снабжен реле времени и двумя приводами, вибратором и подпружиненными растяжками. Стенд снабжен двумя парами направляющих, расположенных во взаимно перпендикулярном направлении с возможностью перемещения по ним барабанов. Это позволяет расширить функциональные возможности:

- создать соответствующие условия эксплуатации (профиль почвенно-дорожных фонов, вибрацию, влажность, имитацию почвы и т.д.);

- автоматически включать и выключать приводы при переходе с одного на другой режим;

- создать комбинированный стенд нескольких вариантов;

- создать универсальный стенд для различных самоходных машин.

Стенд снабжен двумя парами направляющих, расположенных во взаимно перпендикулярном направлении, причем одна пара установлена неподвижно, вторая пара расположена на них при помощи катков и шарниров и выполнена с возможностью перемещения только в одну сторону, на последних направляющих установлены винтовые телескопические опорные балки, снабженные шарнирами, катками и приводом, на них жестко закреплены опорные стойки, на которых шарнирно крепятся барабаны, оси барабанов шарнирно соединены с опорными катками и роликами при помощи крестовины, снабженной фиксаторами, и выполнены с возможностью поворота под надлежащим углом наклона, катки и ролики снабжены тормозами.

На фиг. 1 изображен стенд, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - блок-схема управления.

Стенд включает в себя направляющие 1 и 2, расположенные во взаимно перпендикулярном направлении, причем одна пара направляющих 1 установлена на шпалах 3 неподвижно, другая пара направляющих 2 расположена перпендикулярно и установлена на направляющих 1, направляющие 2 снабжены шарнирами 4, катком 5. Направляющие 2 выполнены с возможностью перемещения по горизонтальным направляющим 1, они снабжены телескопическими винтовыми балками 6 и электрическими двигателями 7. Балки 6 закреплены шарнирно в катках 5 так, чтобы опорные стойки 8 барабанов 9 были расположены вертикально. Барабаны 9 прикреплены к неподвижным опорам шарнирно. Оси 10 жестко прикреплены к барабанам эксцентрично. Барабаны 9 выполнены в виде постоянных магнитов с шероховатой поверхностью, покрытых нержавеющим ферромагнитным порошком 11. Под барабаном 9 расположена емкость 12 для сбора порошка и наполнения ее водой. Барабаны 9 могут быть выполнены в форме овала или многоугольника и иметь правильное расположение осей 10. Оси 10 барабанов 9 шарнирно соединены с осями 13 барабанов 14 малого диаметра. Барабаны 14 закреплены шарнирно на подвижных опорных стойках 15. Стойки 15 шарнирно закреплены на оси 10, образуют крестовину 16. Барабаны 14 предназначены для увеличения контакта ходовых колес 17 трактора 18 или самоходных сельскохозяйственных машин. Крестовина 16 предназначена для увеличения и сокращения расстояния между осями 13 двух барабанов 14 и возможности их регулировки под разные диаметры ходовых колес 17 машин. Стойки 15 в нижнем основании снабжены колесами 17. Крестовины 16 с двух сторон снабжены фиксаторами 19, которые выполнены в виде металлической планки 20, содержащей отверстия 21. Причем один конец планки 20 постоянно закреплен к стойке 15 при помощи болта 22 и гайки 23. Другой конец планки 20 подсоединяют к стойке 15 периодически, по мере необходимости. Оси 13 барабанов 14 соединены с осями колес 18 при помощи телескопических опорных стоек 15, на стойках 15 малого диаметра расположено много отверстий 21 надлежащего диаметра. На стойках 15 большого диаметра расположено только по одному отверстию 21. Телескопические стойки 15 в надлежащем положении фиксируются болтами 22 через отверстия 21. Катки 5 фиксируются в надлежащем положении при помощи колодок 24. Колодка 24 выполнена из металлических спаренных брусков 25, жестко соединенных между собой с одной стороны при помощи металлической планки 26, а с другой фиксируется периодически при помощи металлической планки 26 болтов 22 и гаек 23. Каждый барабан 9 снабжен электрическими двигателями 27 и 28. Электрический двигатель 27 развивает максимальную скорость оборотов. Электрический двигатель 28 развивает минимальное количество оборотов. Электрические двигатели 27 и 28 соединены с реле времени 29 при помощи электрической цепи.

Трактор 18 или сельскохозяйственная машина соединена с вибратором 30 подпружиненными растяжками 31. На колесе 17 закрепляют магнит 32, на тракторе 18 устанавливают геркон 33. Геркон 33 соединен со счетчиком импульсов 34 при помощи электрической цепи. Стенд расположен в траншее 35. Над траншеей установлено основание 36, выполненное из стальных угольников 37 и пластин 38. На балке 6 жестко закреплены телескопические винтовые стойки 39, снабженные электрическим двигателем 40.

Телескопические винтовые стойки выполнены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости. Электрический двигатель 40 соединен со звездочками 41 при помощи цепи 42, электрические двигатели 40 и 7 имеют по две электрических цепи и способны перемещать балки 6 и стойки 39 в ту и другую стороны. Стенд снабжен счетчиком времени 43.

Стенд работает следующим образом.

Стенд универсальный, на стенде можно производить ускоренные имитационные испытания ходовых частей колесных самоходных машин, например тракторов, комбайнов и других видов машин. Перед испытаниями производят измерения расстояния между осями, колеи машины и диаметра колес и производят на направляющих пометки точек перемещения. В соответствии с измерениями производят регулировку стенда. Откручивают гайки 23, удаляют планки 26, болты 22 и колодки 24. Затем замыкают электрическую цепь, питающую электрические двигатели 7. Электрические двигатели 7 вращают звездочки на винтовых балках 6. Винтовые балки 6, перемещаясь, одновременно перемещают вперед с двух сторон (слева и справа) по направляющим 1 при помощи катков 5 каркас с барабанами 9 на определенное (заданное) расстояние. Как только каток 5 переместится до надлежащей точки, размыкаем электрическую цепь. При этом расстояние колеи будет соответствовать расчетным данным. После этого замыкаем электрическую цепь, питающую электрический двигатель 40. Электрический двигатель 40 вращает звездочки 41 при помощи цепи 42. Звездочки, вращаясь вокруг винта телескопических стоек 39, перемещают их до надлежащей заданной точки. Как только катки 5 переместятся до надлежащей заданной точки, размыкаем электрическую цепь, питающую электрический двигатель 40. Перемещение стоек 39 прекращается. При этом расстояние между осями испытываемой машины будет соответствовать расчетным данным. После этого производят регулировку установки барабанов 14 под диаметр колес испытываемой машины. Установку барабанов 14 производят таким образом, чтобы их поверхность и поверхность барабанов 9 соприкасалась с ходовыми колесами испытываемой машины. После этого производят фиксацию в надлежащем положении стоек 15 и крестовины 16 при помощи металлических планок 20, болтов 22 и гаек 23 через отверстия 21. Затем производим фиксацию катков 5 на направляющих 1 и 2 при помощи закладки между катками колодок 24 и фиксации колодок 24 при помощи металлических планок 26, болтов 22 и гаек 23 к брускам 25. Затем в емкость 12, содержащую нержавеющий ферромагнитный порошок 11, заливают воду.

После подготовительных работ стенда в основании 36 устанавливают прочные пластины 38, оставляют только одно окно для переднего колеса 17. Затем заезжают на стенд по основанию 36. Не доезжая до переднего окна (предназначенного для установки на стенд), трактор останавливают, затем вынимают из основания 36 пластины 38, открывают окно для установки заднего колеса 17, после этого заезжают трактором в оставленные окна. Колеса 17 трактора 18 устанавливаются на барабаны 9 и 14. Останавливают работу трактора 18, закрепляют трактор 18 на подпружиненных растяжках, устанавливают вибратор 30 и замыкают электрическую цепь, питающую вибратор 30, счетчик времени 43 и реле времени 29 и электрический двигатель 27. Электрический двигатель развивает максимальную скорость, которую может развивать испытуемая машина. При этом электрический двигатель вращает шероховатый барабан 9, барабан 9 вращает ходовые колеса 17 трактора 18, колеса 17 вращают барабаны 14. Барабаны 14 и растяжки 31 предотвращают сползание ходовых колес 17 с верхнего основания барабана 9 и увеличивают трущую поверхность ходовых колес 17. При вращении барабанов 9 при помощи эксцентрично расположенных осей барабаны 9, вращаясь, создают имитацию неровного профиля почвенно-дорожных фонов. Ферромагнитный нержавеющий порошок 11 прилипает к постоянному магниту барабана 9, притягивается к нему, а при вращении смачивается водой, создает имитацию почвы и влаги. Имитационный порошок 11 прилипает и к барабанам 14. Порошок 11 производит ускоренный износ резин на колесах 17, а с помощью воды погашает энергию, возникающую от трения. Воздействие технологического материала (порошка 11, воды) и вибратора 30 способствует ускорению достижения предельного износа испытуемой машины. Через определенный отрезок времени реле времени 29 срабатывает и замыкает электрическую цепь, питающую другой электрический двигатель 28. При этом электрический двигатель 28 вращает барабан 9, барабан 9 вращает ходовые колеса 17 на минимальных оборотах, которые минимально может развивать испытуемая машина. Через определенный отрезок времени реле времени размыкает электрическую цепь, питающую электрический двигатель 28 и вибратор 30. Через определенный отрезок времени реле времени 29 снова замыкает электрическую цепь, питающую электрический двигатель 27. Далее все технологические операции повторяются. При каждом вращении ходовых колес 17 закрепленный на боковой поверхности колеса магнит при приближении к геркону 33 воздействует на него с помощью его упругих пластин, замыкается электрическая цепь и сигнал подается в счетчик импульсов 34. Счетчик импульсов 34 производит подсчет количества оборотов колеса. Замеряем периметр колеса 17, умножаем его на количество оборотов, можем подсчитать пройденное расстояние пути. Счетчик времени 40 производит подсчет продолжительности времени работы стенда.

Использование предложенного технического решения в народном хозяйстве страны взамен известного позволит расширить функциональные возможности:

- приблизить к условиям эксплуатации (создать имитацию неравномерного профиля дорожных фонов за счет эксцентричного расположения осей на барабане, использования барабана из постоянного магнита и применения ферромагнитного увлажненного порошка);

- осуществить комбинированный режим работы (работа на минимальном и максимальном режимах и остановка осуществляются автоматически за счет применения реле времени);

- ускорить достижения предельного состояния воздействия за счет применения имитации воздействия неравномерного профиля почвенно-дорожных фонов, вибрации;

- создать универсальный стенд, на котором можно производить испытания ходовой части разных колесных самоходных машин, стенд можно легко и быстро переоборудовать после испытания одних видов машин на другие;

- погасить энергию, возникшую от трения ходовых колес с барабаном, за счет ферромагнитного порошка и воды.